JPS6225842B2 - - Google Patents

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JPS6225842B2
JPS6225842B2 JP54079241A JP7924179A JPS6225842B2 JP S6225842 B2 JPS6225842 B2 JP S6225842B2 JP 54079241 A JP54079241 A JP 54079241A JP 7924179 A JP7924179 A JP 7924179A JP S6225842 B2 JPS6225842 B2 JP S6225842B2
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JP
Japan
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shroud
eccentricity
frame member
low pressure
annular surface
Prior art date
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Application number
JP54079241A
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Japanese (ja)
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JPS5517685A (en
Inventor
Henrii Dabison Samyueru
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPS5517685A publication Critical patent/JPS5517685A/en
Publication of JPS6225842B2 publication Critical patent/JPS6225842B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/26Double casings; Measures against temperature strain in casings
    • F01D25/265Vertically split casings; Clamping arrangements therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/243Flange connections; Bolting arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/60Assembly methods
    • F05D2230/64Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins
    • F05D2230/644Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins for adjusting the position or the alignment, e.g. wedges or eccenters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S403/00Joints and connections
    • Y10S403/07Split ring stop or abutment

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般にガスタービンエンジンに関
し、特にガスタービンエンジンのロータおよびシ
ユラウド組立装置および方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates generally to gas turbine engines, and more particularly to gas turbine engine rotor and shroud assembly apparatus and methods.

タービンロータのまわりに静止シユラウドおよ
び関連部品を組立てる通常の場合、回転部材の運
転中心とこれを囲む静止構造部材との間に固有の
偏心が生じる。この偏心を生む主な理由は、軸受
とタービンシユラウドとの間の種々の構造部材の
組合せの結果として、機械加工公差が不可避的に
累積することにある。かゝる公差累積は代表的な
ガスタービンエンジンで0.005〜0.015インチ
(0.177〜0.431cm)程度となり、この偏心を公差
を増すことによつて吸収しなければならないこと
を考慮すると、これはタービン効率の約0.5〜1.5
パーセントの損失に相当する。
The normal assembly of a stationary shroud and associated components around a turbine rotor creates an inherent eccentricity between the center of operation of the rotating member and the surrounding stationary structural member. The main reason for this eccentricity is the unavoidable accumulation of machining tolerances as a result of the combination of various structural components between the bearing and the turbine shroud. Such tolerance accumulation is on the order of 0.005 to 0.015 inches (0.177 to 0.431 cm) for a typical gas turbine engine, and considering that this eccentricity must be accommodated by increasing tolerances, this reduces turbine efficiency. Approximately 0.5~1.5 of
It corresponds to a loss of %.

公差の増加を要しないで偏心を減少させること
のできる1つの方法は、組立て後に機械加工を行
う方法である。高圧タービンが偏心の主要因であ
るターボ機関の場合、この方法ではすべての低圧
タービンロータおよび構造部材を縦型タレツト旋
盤に取付け、高圧タービンシユラウドを軸受と同
心になるようにできるだけ正確に機械加工する必
要がある。この方法は困難で時間がかゝるだけで
なく、高価な工具や設備を使用しなければならな
い。
One method that can reduce eccentricity without requiring increased tolerances is to perform post-assembly machining. For turbo engines where the high-pressure turbine is the main source of eccentricity, this method involves mounting all low-pressure turbine rotors and structural members on a vertical turret lathe and machining the high-pressure turbine shroud as precisely as possible to make it concentric with the bearings. There is a need to. This method is not only difficult and time consuming, but also requires the use of expensive tools and equipment.

機械加工法の他の欠点は、同心または近同心配
置をその特定の部品組合せについてしか実現でき
ないことである。エンジンが通常の劣化を経て、
構造部材が摩耗したりゆがんだりすると、偏心が
再び現われ、時間とともに増大しがちであり、か
くして矯正のために時間および経費のかゝる機械
加工が再び必要となる。さらに、エンジンの再加
工時に幾つかの部品を交換または取替えると、そ
の結果生じる偏心を再びこの望ましくないやり方
でなおさなければならない。
Another drawback of machining methods is that concentric or near-concentric arrangements can only be achieved for that particular combination of parts. After the engine undergoes normal deterioration,
As structural members wear or warp, eccentricity tends to reappear and increase over time, thus requiring time-consuming and costly machining to correct it again. Furthermore, if some parts are replaced or replaced during rework of the engine, the resulting eccentricity must again be corrected in this undesirable manner.

本発明を簡潔に説明すると、ロータ軸受と静止
シユラウドとの間の静止構造を構成する部材のな
かから1対の隣接環状部材を選択する。これら2
つの部材をそれぞれ所期の通りに機械加工して、
その外側表面および内側表面が所定量だけ偏心関
係となるようにする。次に2つの部材を残りの静
止部材と組立て、次いで選択された位置に回転し
てロータ軸受とシユラウドとの間の偏心を減少さ
せる。機械加工による偏心の度合および2部材を
回転させる位置を適正に選択することによつて、
機械加工公差の累積の結果生じる固有偏心を実質
的に相殺することができる。
Briefly explaining the present invention, a pair of adjacent annular members are selected from among members that constitute a stationary structure between a rotor bearing and a stationary shroud. These 2
Each part is machined as desired,
Its outer and inner surfaces are eccentrically related by a predetermined amount. The two members are then assembled with the remaining stationary members and then rotated to a selected position to reduce eccentricity between the rotor bearing and the shroud. By appropriately selecting the degree of eccentricity caused by machining and the position at which the two members are rotated,
The inherent eccentricity resulting from the accumulation of machining tolerances can be substantially offset.

本発明の他の観点によれば、2つの部材それぞ
れに与える偏心を等しくし、エンジンの組立て初
期に一方の偏心が他方の偏心を相殺するように2
部材を相対配置する。次いで測定を行つて、ロー
タ軸受と静止シユラウドとの間の固有偏心の量お
よび方向を測定する。次にこの測定情報を用い
て、測定された偏心を相殺するのに最適の2部材
の回転位置を定めることができる。
According to another aspect of the present invention, the eccentricity applied to each of the two members is made equal, and the eccentricity of one of the members is set so as to cancel the eccentricity of the other at the initial stage of engine assembly.
Place parts relative to each other. Measurements are then taken to determine the amount and direction of inherent eccentricity between the rotor bearing and the static shroud. This measurement information can then be used to determine the optimal rotational position of the two members to offset the measured eccentricity.

本発明のさらに他の観点によれば、偏心の可能
位置およびこれらの偏心を相殺するための2部材
の関連円周方向配置条件をベクトル表示する計算
図表(ノモグラフ)を用いて位置決定を一次的に
行えるようにする。このようにすれば、測定され
た偏心を用い、これをグラフに記入して、実質的
な同心配置を得るために2部材を回転するのに最
適な配置可能な位置を求めるのは容易である。
According to still another aspect of the present invention, position determination is performed primarily using a calculation chart (nomograph) that displays vectors of possible positions of eccentricity and related circumferential arrangement conditions of two members for offsetting these eccentricities. be able to do so. In this way, it is easy to use the measured eccentricity and plot it on a graph to find the best possible position for rotating the two members to obtain a virtually concentric arrangement. .

次に本発明を図面に示す実施例を参照しながら
説明する。
Next, the present invention will be explained with reference to embodiments shown in the drawings.

第1図は通常のタービン構造の長さ方向断面図
で、本発明はこれに組込まれたものとして数字1
0で総称されている。このタービン構造は1列の
円周方向に離間した高圧タービンブレード11、
1列の円周方向に離間した低圧タービンベーン1
2ならびに複数列の交互に配置された低圧ブレー
ド13およびベーン14を含み、燃焼器からの高
熱ガスをこれらのブレードおよびベーンに供給し
て高圧および低圧スプールを当業界で周知の態様
で駆動する。高圧タービンの場合、ブレード11
は高圧タービンデイスク16の周囲に円周方向に
離間されて装着され、デイスク16から前方に延
在する高圧タービンシヤフト17が圧縮機(図示
せず)に駆動連結されている。高圧タービンスタ
ブシヤフト18は高圧タービンデイスク16から
後方に軸受19まで延在する。従つて軸受19は
高圧タービンシヤフト17を支持する。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional turbine structure, and the present invention is incorporated therein with the numeral 1.
It is collectively referred to as 0. The turbine structure includes a row of circumferentially spaced high pressure turbine blades 11;
a row of circumferentially spaced low pressure turbine vanes 1;
2 and multiple rows of alternating low pressure blades 13 and vanes 14 to which hot gas from the combustor is supplied to drive the high and low pressure spools in a manner well known in the art. In the case of high pressure turbines, blades 11
are mounted circumferentially spaced about a high pressure turbine disk 16, and a high pressure turbine shaft 17 extending forwardly from the disk 16 is drivingly connected to a compressor (not shown). A high pressure turbine stub shaft 18 extends rearwardly from the high pressure turbine disk 16 to a bearing 19 . The bearing 19 thus supports the high-pressure turbine shaft 17.

低圧タービンブレード13は低圧タービンデイ
スク21の外周に装着され、これらのデイスク2
1は締結具20により相互連結されて全体で1つ
のドラムを形成する。このドラムは外側低圧ター
ビンコーンシヤフト23および内側低圧タービン
コーンシヤフト24により低圧シヤフト22に駆
動連結されている。
The low-pressure turbine blades 13 are mounted on the outer periphery of the low-pressure turbine disks 21, and these disks 2
1 are interconnected by fasteners 20 to collectively form one drum. This drum is drivingly connected to low pressure shaft 22 by an outer low pressure turbine cone shaft 23 and an inner low pressure turbine cone shaft 24.

軸受19は半径方向外側の高圧タービンスタブ
シヤフト18と半径方向内側の低圧タービンシヤ
フト22との間に介在する。低圧シヤフト22に
は、内レース26が複数個の締結具27により固
着され、高圧タービンスタブシヤフト18にも、
外レース28が同様の手段で固着される。このよ
うにして、低圧シヤフト22は高圧タービンデイ
スク16を支持する。
The bearing 19 is interposed between the radially outer high pressure turbine stub shaft 18 and the radially inner low pressure turbine shaft 22 . An inner race 26 is fixed to the low pressure shaft 22 by a plurality of fasteners 27, and an inner race 26 is fixed to the high pressure turbine stub shaft 18 by a plurality of fasteners 27.
Outer race 28 is secured in a similar manner. In this way, the low pressure shaft 22 supports the high pressure turbine disk 16.

低圧シヤフト22の支持は軸受29によつて与
えられる。軸受29の内レース31は低圧シヤフ
ト22の外周に固着され、外レース32は静止軸
受コーン33に複数個の締結具34で固着され
る。一方軸受コーン33は静止低圧タービンフレ
ーム36に複数個の締結具37で剛固に固着され
る。
Support for the low pressure shaft 22 is provided by bearings 29. An inner race 31 of the bearing 29 is secured to the outer periphery of the low pressure shaft 22, and an outer race 32 is secured to a stationary bearing cone 33 with a plurality of fasteners 34. On the other hand, the bearing cone 33 is rigidly fixed to the stationary low pressure turbine frame 36 with a plurality of fasteners 37.

ここでタービンガスの外側流路について考察し
てみると、低圧タービンケーシング38は低圧タ
ービンフレーム36に剛固に固着されるとともに
該フレームより前方に延在する。低圧タービンケ
ーシング38の半径方向内側には、低圧タービン
ベーン14の外端を保持する複数個の支持フラン
ジ39が設けられている。隣接する1対の支持フ
ランジ39の間には、それぞれハニカム形シユラ
ウド41が設けられ、低圧タービンブレード13
を当業界で周知の態様で近接包囲している。
Considering the outer flow path of the turbine gases, the low pressure turbine casing 38 is rigidly attached to the low pressure turbine frame 36 and extends forward of the frame. A plurality of support flanges 39 that hold the outer ends of the low-pressure turbine vanes 14 are provided on the radially inner side of the low-pressure turbine casing 38 . A honeycomb shroud 41 is provided between a pair of adjacent support flanges 39 , and a honeycomb shroud 41 is provided between each pair of adjacent support flanges 39 .
are closely surrounded in a manner well known in the art.

低圧タービンケーシング38の前端には、低圧
シユラウドサポート42、低圧ノズルサポート4
3および燃焼器ケーシング44が合体されて装着
されている。これらの3つの環状部材は、低圧タ
ービンケーシング38の外側フランジ46に複数
個の円周方向に離間された締結具47で固定され
る。第1図および第2図から明らかなように、低
圧シユラウドサポート42には低圧タービンシユ
ラウドを収容し保持する環状溝48が設けられて
いる。同様に、低圧ノズルサポート43には低圧
ノズル12のフランジを支持関係で収容するリツ
プ49が設けられている。低圧ノズルサポート4
3の半径方向外方延在フランジ51には、複数個
の締結具52で高圧シユラウドサポート53の一
端が固定されている。図示の通り、高圧シユラウ
ドサポート53は1対の環状フランジ54および
56を有し、これらフランジは、つりブラケツト
58および59を介して高圧タービンシユラウド
57を強制的に支持し位着決めする役目を果す。
At the front end of the low pressure turbine casing 38, a low pressure shroud support 42 and a low pressure nozzle support 4 are provided.
3 and a combustor casing 44 are combined and installed. These three annular members are secured to the outer flange 46 of the low pressure turbine casing 38 with a plurality of circumferentially spaced fasteners 47 . 1 and 2, the low pressure shroud support 42 is provided with an annular groove 48 for receiving and retaining the low pressure turbine shroud. Similarly, the low pressure nozzle support 43 is provided with a lip 49 for receiving the flange of the low pressure nozzle 12 in supporting relationship. Low pressure nozzle support 4
One end of a high pressure shroud support 53 is fixed to the radially outwardly extending flange 51 of No. 3 with a plurality of fasteners 52. As shown, the high pressure shroud support 53 has a pair of annular flanges 54 and 56 that serve to forcefully support and position the high pressure turbine shroud 57 via suspension brackets 58 and 59. fulfill.

シユラウド57を高圧タービンブレード11に
対して同心となるように、種々の作動期間に必要
な隙間が最小である状態で配置するのが特に望ま
しい。回転ブレードと静止シユラウドとの間の隙
間は、高圧シユラウドサポート53の熱的成長を
制御する種々の方式によつて、異なる静的および
過渡的作動条件に適合するように調節することが
できる。組立てられた高圧タービンシユラウド5
7の丸味は単にシユラウドを丸い形状に機械加工
することにより適正にすることができる。
It is particularly desirable to position the shroud 57 concentrically with respect to the high pressure turbine blades 11 with minimal clearance required during various periods of operation. The clearance between the rotating blades and the stationary shroud can be adjusted to suit different static and transient operating conditions by various ways of controlling the thermal growth of the high pressure shroud support 53. Assembled high pressure turbine shroud 5
The roundness of 7 can be achieved by simply machining the shroud into a round shape.

しかし、たとえ高圧タービンシユラウド57が
丸くても、シユラウド57が高圧タービンブレー
ド列11と同心でないと問題が起る。高圧タービ
ンシユラウド57を研削して高圧タービンブレー
ド列11と同心することによつてこの偏心を吸収
することは、上述した機械加工作業に較べて一層
複雑で経費のかさむ作業である。さらに、たとえ
この複雑な作業を行つたとしても、上述した静止
部材を1つでも後で取換えると高圧タービンシユ
ラウド57の位置が大きく変わり、シユラウドは
再びタービンブレードに対して偏心配置されてし
まう。
However, even if the high pressure turbine shroud 57 is round, problems arise if the shroud 57 is not concentric with the high pressure turbine blade row 11. Accommodating this eccentricity by grinding the high pressure turbine shroud 57 so that it is concentric with the high pressure turbine blade row 11 is a more complex and expensive operation than the machining operations described above. Furthermore, even if this complex operation were performed, subsequent replacement of even one of the stationary components mentioned above would significantly change the position of the high-pressure turbine shroud 57, and the shroud would once again be eccentrically positioned relative to the turbine blades. .

新しいエンジン部品の組立を考えた場合、種々
の部品が組立状態で同心配置をもたらすはずの寸
法および公差に設計され製造されていても、静止
部品と回転部品との間には固有の偏心が生じやす
い。即ち、タービンブレード列11が軸受19と
同心であると仮定した場合、軸受19と静止シユ
ラウド57との間には静止部品の公差が累積して
現われがちである。本発明はこの固有の偏心を認
識してなしたもので、かゝる固有偏心を減少させ
るかまたはほゞ補正する方法および装置を提供す
る。
When considering the assembly of new engine parts, even though the various parts are designed and manufactured to dimensions and tolerances that should result in a concentric arrangement in the assembled condition, there is an inherent eccentricity between stationary and rotating parts. Cheap. That is, assuming that the turbine blade row 11 is concentric with the bearing 19, cumulative static component tolerances tend to appear between the bearing 19 and the static shroud 57. The present invention recognizes this inherent eccentricity and provides methods and apparatus for reducing or substantially correcting such inherent eccentricity.

第2〜5図において、低圧シユラウドサポート
42および低圧ノズルサポート43は環形状を有
し、最終位置に締付ける必要条件に応じて種々の
配置可能な円周方向位置に回転できる。説明の便
宜上、低圧シユラウドサポート42および低圧ノ
ズルサポート43双方を貫通するボルト穴61の
数を12個と仮定する。さらに、低圧ノズルサポー
ト43はボロスコープ(boroscope)を挿入しや
すくする必要から4つの円周方向位置のどこにで
も配置できると仮定する。従つて、低圧シユラウ
ドサポート42は低圧ノズルサポート43に対し
て12の異なる位置に回転でき、低圧ノズルサポー
ト43は高圧シユラウドサポート53に対して4
つの異なる位置に回転できる。従つて合計で48
の円周方向配置可能位置の組合せが得られる。
2-5, the low pressure shroud support 42 and the low pressure nozzle support 43 have an annular shape and can be rotated to various positionable circumferential positions depending on the requirements for tightening to the final position. For convenience of explanation, it is assumed that the number of bolt holes 61 passing through both the low pressure shroud support 42 and the low pressure nozzle support 43 is twelve. Further, it is assumed that the low pressure nozzle support 43 can be placed at any of four circumferential positions as required to facilitate insertion of the boroscope. Therefore, the low pressure shroud support 42 can be rotated into 12 different positions relative to the low pressure nozzle support 43, and the low pressure nozzle support 43 can be rotated into 4 different positions relative to the high pressure shroud support 53.
Can be rotated into two different positions. Therefore, the total is 48
A combination of possible positions in the circumferential direction is obtained.

組立てられた機械の固有偏心を相殺するため
に、低圧シユラウドサポート42および低圧ノズ
ルサポート43にはそれぞれ相対的に偏心の外側
表面および内側表面が形成されている。第2およ
び3図において、低圧シユラウドサポート42
は、低圧タービンケーシング38に密着関係で篏
入し且つ中心点Sからの半径Aを有する半径方向
外側の環状表面62を有する。サポート42の半
径方向内側環状表面63は、中心点Sから距離Y
だけ上方にずれた中心点Tからの半径Bを有す
る。この結果、低圧シユラウドサポート42の断
面は、第3図に誇張して示されているように、偏
心したもしくは一方に寄つた断面となる。
To compensate for the inherent eccentricity of the assembled machine, low pressure shroud support 42 and low pressure nozzle support 43 are formed with relatively eccentric outer and inner surfaces, respectively. 2 and 3, low pressure shroud support 42
has a radially outer annular surface 62 that fits in intimate relation to the low pressure turbine casing 38 and has a radius A from a center point S. The radially inner annular surface 63 of the support 42 is located at a distance Y from the center point S.
It has a radius B from the center point T that is shifted upward by . As a result, the cross-section of the low pressure shroud support 42 is eccentric or offset, as shown exaggerated in FIG.

次に第2および4図において、低圧ノズルサポ
ート43は、低圧シユラウドサポート42の内側
表面63に密着関係で入れ子式に篏入し且つ中心
点Tからの半径Cを有する外側表面64を有す
る。低圧ノズルサポート43の他端に設けられた
内側表面66は、中心点Tから距離Yだけ下方に
ずれた中心点Sからの半径Dを有する。外側環状
表面64および内側環状表面66の偏心関係も第
4図に誇張して図示されている。
2 and 4, low pressure nozzle support 43 has an outer surface 64 that telescopes in intimate relation to inner surface 63 of low pressure shroud support 42 and has a radius C from center point T. An inner surface 66 at the other end of the low pressure nozzle support 43 has a radius D from a center point S offset a distance Y downward from the center point T. The eccentric relationship of outer annular surface 64 and inner annular surface 66 is also shown exaggerated in FIG.

第5図には、低圧シユラウドサポート42およ
び低圧ノズルサポート43を組立位置にて示して
ある。図から明らかなように、低圧シユラウドサ
ポート42の内側表面63の上方へのずれは、低
圧ノズルサポート43の内側表面66の下方への
等距離Yのずれによつて相殺されている。この位
置に組立てられている場合、シユラウドの中心は
例えば低圧タービンケーシングに対して結果とし
て変化しない。上述したように静止構造に固有偏
心が実質的にないことを確かめたら、この2つの
部材、即ち低圧シユラウドサポート42および低
圧ノズルサポート43をこの相対位置に組立てる
ことができ、高圧シユラウド57は高圧タービン
ロータに対して同心に維持される。しかし、公差
の累積の結果もしくは他の何らかの理由に基づく
固有偏心が見出された場合には、2つの静止部
材、即ち低圧シユラウドサポート42および低圧
ノズルサポート43を前述したような48の配置
可能位置のいずれかに相対回転してこの偏心を補
償もしくは補正する。48の配置可能位置のうち
もつとも適切な円周位置の選択を容易にするため
に、これらの異なる位置が組合せの中心の移動に
与える効果を具体的に示す計算図表をつくつた。
かゝる計算図表は第6図に示されている。ここで
鉛直方向心違いの距離Yは0.010インチ(0.254
mm)であると仮定する。従つて心違いの合計量は
多くて0.020インチである。偏心量または距離を
縦軸に、偏心方向または角度を横軸にとつてあ
る。この図表には12の位置しか図示されていな
い。しかし、4つの異なる横軸目盛が示されてお
り、その1つが低圧ノズルサポート43の4つの
配置可能位置のうちの1つに対応する。従つて、
低圧ノズルサポートの4つの配置可能位置それぞ
れについて、低圧シユラウドサポートの12の配
置可能位置が示されている。この計算図表を用い
て、48の配置可能位置のうちどれが組立装置の
実際の固有偏心を相殺するのに最適であるかを決
定することができる。
FIG. 5 shows the low pressure shroud support 42 and low pressure nozzle support 43 in the assembled position. As can be seen, the upward displacement of the inner surface 63 of the low pressure shroud support 42 is offset by the equal distance Y downward displacement of the inner surface 66 of the low pressure nozzle support 43. When assembled in this position, the center of the shroud does not change as a result, for example with respect to the low pressure turbine casing. Once it has been determined that the stationary structure is substantially free of inherent eccentricity as described above, the two members, low pressure shroud support 42 and low pressure nozzle support 43, can be assembled in this relative position, with high pressure shroud 57 maintained concentrically with respect to the turbine rotor. However, if an inherent eccentricity is found as a result of tolerance accumulation or for some other reason, the two stationary members, namely the low pressure shroud support 42 and the low pressure nozzle support 43, can be arranged as described above. Compensate or correct this eccentricity by relative rotation to either position. In order to facilitate the selection of the most appropriate circumferential position among the 48 possible positions, a calculation chart was created that specifically shows the effect that these different positions have on the movement of the center of the combination.
Such a calculation chart is shown in FIG. Here, the vertical misalignment distance Y is 0.010 inches (0.254
mm). Therefore, the total amount of misalignment is at most 0.020 inch. The amount of eccentricity or distance is plotted on the vertical axis, and the direction or angle of eccentricity is plotted on the horizontal axis. This diagram only shows 12 positions. However, four different horizontal scales are shown, one of which corresponds to one of the four possible positions of the low pressure nozzle support 43. Therefore,
For each of the four possible positions of the low pressure nozzle support, twelve possible positions of the low pressure shroud support are shown. This calculation chart can be used to determine which of the 48 possible positions is optimal for compensating for the actual inherent eccentricity of the assembly device.

組立てられたターボ機関の固有偏心を補正する
プロセスを以下に簡単に説明する。まず、低圧シ
ユラウドサポート42および低圧ノズルサポート
43を第3,4および5図に示す通りの相殺円周
位置に配置した状態でモジユールを組立てる。次
に測定によつてシユラウド57の軸受19に対す
る偏心の大きさおよび角度位置を測定する。これ
らの値を計算図表に書込んで、偏心を小さくする
回転可能位置を求める。次に最大補正をもたらす
1つの位置を選択し、低圧シユラウドサポート4
2および低圧ノズルサポート43を選択された位
置に回転移動する。
The process of correcting the inherent eccentricity of the assembled turbo engine will be briefly described below. First, the module is assembled with the low pressure shroud support 42 and the low pressure nozzle support 43 arranged at offset circumferential positions as shown in FIGS. Next, the magnitude and angular position of eccentricity of the shroud 57 with respect to the bearing 19 are measured. Write these values on a calculation chart to find the rotatable position that reduces eccentricity. Next select the one position that will give the maximum correction and place the low pressure shroud support 4
2 and low pressure nozzle support 43 to the selected position.

計算図表の用法を具体的に説明するために2例
を挙げる。低圧モジユールが組立状態にあると
き、測定により100゜の方向に0.012インチ
(0.305mm)の固有偏心が測定されたと仮定する。
偏心を補正するためにはモジユールを反対方向に
移動しなければならないので、グラフに0.012イ
ンチおよび280゜の値を書込む。4つの横軸目盛
に関して、偏心が完全に相殺される位置Kおよび
Lに向かつてアセンブリを移動するために低圧シ
ユラウドサポートを移動できる位置が2つ(お
よび)ある。次の工程では48の配置可能位置
のうちどれがこれら2つの点に最適もしくは最つ
とも近いかを定める。280゜に最つとも近い方向
は300゜であるから、点Mが点KまたはLに最つ
とも近いことがすぐにわかる。従つて最適選択と
して低圧ノズルサポート43を位置に、そして
低圧シユラウドサポート42を位置10に配置す
る。
Two examples will be given to specifically explain the usage of calculation charts. Assume that measurements have determined a natural eccentricity of 0.012 inch (0.305 mm) in the 100° direction when the low pressure module is in the assembled condition.
To correct for eccentricity, the module must be moved in the opposite direction, so write the values of 0.012 inch and 280° on the graph. Regarding the four horizontal scales, there are two (and) positions in which the low pressure shroud support can be moved to move the assembly toward positions K and L where the eccentricity is completely offset. The next step is to determine which of the 48 possible locations is optimal or closest to these two points. Since the closest direction to 280° is 300°, it is immediately clear that point M is closest to point K or L. Therefore, the optimal choice is to place the low pressure nozzle support 43 in position and the low pressure shroud support 42 in position 10.

実際の偏心点が48の配置可能な点の1つに正
確に入るわけではないので、2部材をこの新しい
位置に移動しても実際の偏心は完全には相殺され
ない。しかし、偏心状態は著しく改善され、偏心
はほゞ完全に補正される。
Since the actual eccentricity point does not fall exactly within one of the 48 possible positions, moving the two members to this new position does not completely cancel out the actual eccentricity. However, the eccentricity is significantly improved and the eccentricity is almost completely corrected.

次に別の例を示す。230゜の方向に0.014インチ
(0.356mm)の偏心が測定されたと仮定する。完全
な補正のための2つの配置可能位置が点Pおよび
Qによつて示される(低圧シユラウドサポート位
置または)。これらの点に最つとも近い配置
可能位置は点RおよびSであるので、静止部材を
これら2つの組合せのいずれかに移動する、即ち
低圧ノズルサポートを位置に低圧シユラウドサ
ポートを位置3に移動するか、または低圧ノズル
サポートを位置に低圧シユラウドサポートを位
置6に移動することによつて、偏心をほゞ補正す
ることができる。
Here's another example: Assume that an eccentricity of 0.014 inches (0.356 mm) is measured in the 230° direction. Two possible positions for complete correction are indicated by points P and Q (low pressure shroud support position or). The closest possible positions to these points are points R and S, so move the stationary member to one of these two combinations, i.e. move the low pressure nozzle support to position and the low pressure shroud support to position 3. Alternatively, the eccentricity can be substantially corrected by moving the low pressure nozzle support to position 6 and the low pressure shroud support to position 6.

計算図表の使用は部材位置の最適選択位置を定
めるための多数の方法のうちの1例にすぎない。
例えば、この目的のために簡単なコンピユータプ
ログラムを開発するか、または選択を行うための
表をつくることもできる。
The use of calculation charts is just one example of many methods for determining the optimal selection of component locations.
For example, a simple computer program could be developed for this purpose, or a table could be created to make the selections.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に従つて構成されたタービン構
造の長さ方向断面図、第2図はタービン構造の特
定部分の拡大図、第3図は第2図の3―3線方向
に見たシユラウドサポートの断面図、第4図は第
2図の4―4線方向に見たノズルサポートの断面
図、第5図は第1図の5―5線方向に見た組立状
態の部材を示す断面図、および第6図は偏心に対
する2部材の円周方向配置可能位置を示す計算図
表である。 11…高圧タービンブレード、19…軸受、3
6…フレーム、38…ケーシング、42…シユラ
ウドサポート、43…ノズルサポート、44…燃
焼器ケーシング、57…高圧タービンシユラウ
ド、62…42の外側表面、63…42の内側表
面、64…43の外側表面、66…43の内側表
面、S…62の中心点、T…63の中心点、A…
62の半径、B…63の半径、C…64の半径、
D…66の半径、Y…偏心距離。
1 is a longitudinal cross-sectional view of a turbine structure constructed in accordance with the present invention; FIG. 2 is an enlarged view of selected portions of the turbine structure; and FIG. 3 is a view taken along line 3--3 of FIG. A cross-sectional view of the shroud support. Figure 4 is a cross-sectional view of the nozzle support taken along the line 4--4 in Figure 2. Figure 5 is a cross-sectional view of the shroud support as seen along the line 5--5 in Figure 1. The sectional view shown and FIG. 6 are calculation charts showing possible positions of the two members in the circumferential direction with respect to eccentricity. 11... High pressure turbine blade, 19... Bearing, 3
6...Frame, 38...Casing, 42...Shroud support, 43...Nozzle support, 44...Combustor casing, 57...High pressure turbine shroud, 62...Outer surface of 42, 63...Inner surface of 42, 64...43 Outer surface, inner surface of 66...43, S...center point of 62, T...center point of 63, A...
radius of 62, B...radius of 63, C...radius of 64,
D...Radius of 66, Y...Eccentric distance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 軸受で支持されたロータおよび包囲フレーム
で支持されたシユラウドを有し、前記シユラウド
が軸受に対して偏心されやすいタイプのターボ機
械構造において、 (a) 中心が相互に半径方向に第1所定距離だけず
れた外側環状表面および内側環状表面を有する
第1フレーム部材、 (b) 中心が相互に半径方向に第2所定距離だけず
れた外側環状表面および内側環状表面を有する
第2フレーム部材、および (c) 前記第1および第2フレーム部材を選択位置
に相対回転して、前記シユラウドおよび軸受間
の偏心を実質的に減少させる手段を具えるよう
にした、ターボ機械構造。 2 前記第1および第2所定距離が実質的に等し
い特許請求の範囲第1項記載のターボ機械構造。 3 前記第1および第2フレーム部材が入れ子式
に相互連結された特許請求の範囲第1項記載のタ
ーボ機械構造。 4 前記第1フレーム部材の内側環状表面が前記
第2フレーム部材の外側環状表面と実質的に同じ
中心を有する特許請求の範囲第3項記載のターボ
機械構造。 5 前記第1フレーム部材の外側環状表面および
前記第2フレーム部材の内側環状表面の中心が、
前記第1フレーム部材の内側環状表面の中心から
同じ方向にずれている特許請求の範囲第3項記載
のターボ機械構造。 6 前記第1および第2所定距離が実質的に等し
い特許請求の範囲第5項記載のターボ機械構造。 7 前記第1フレーム部材が低圧シユラウドサポ
ート部材よりなる特許請求の範囲第1項記載のタ
ーボ機械構造。 8 前記第2フレーム部材が低圧ノズルサポート
部材よりなる特許請求の範囲第1項記載のターボ
機械構造。 9 軸受で支持されたロータおよび包囲フレーム
で支持されたシユラウドを有し、前記シユラウド
が軸受に対して偏心されやすいタイプのターボ機
械構造において、前記偏心を減少させるにあた
り、 (a) 第1フレーム部材を製造するに当り、その外
側環状表面および内側環状表面の中心を相互に
半径方向に第1所定距離だけずらし、 (b) 第2フレーム部材を製造するに当り、その外
側環状表面および内側環状表面の中心を相互に
半径方向に第2所定距離だけずらし、 (c) 前記第1および第2フレーム部材を組立て
て、前記軸受およびシユラウドを相互連結する
静止構造とし、 (d) 前記第1および第2フレーム部材を選択され
た円周方向位置に回転して、前記シユラウドお
よび軸受間の偏心を実質的に減少させる、 以上の諸段階を有するターボ機械構造の偏心減少
方法。 10 前記第1および第2所定距離を実質的に等
しくする特許請求の範囲第9項記載の方法。 11 前記第1および第2フレーム部材を互に隣
接関係で組立てる特許請求の範囲第9項記載の方
法。 12 組立て後に、シユラウドの軸受に対する偏
心を測定する工程を含む特許請求の範囲第9項記
載の方法。 13 前記第1および第2フレーム部材を、第1
フレーム部材の半径方向心違いが第2フレーム部
材の半径方向心違いとは反対方向となるように組
立てる特許請求の範囲第9項記載の方法。 14 測定された偏心を相殺する前記第1および
第2フレーム部材の円周方向位置を定める工程を
含む特許請求の範囲第12項記載の方法。 15 前記第1および第2フレーム部材を、測定
された相殺位置にもつとも近い配置可能位置に円
周方向に回転させる工程を含む特許請求の範囲第
14項記載の方法。
[Scope of Claims] 1. In a turbomachinery structure of a type having a rotor supported by bearings and a shroud supported by an enclosing frame, the shroud being likely to be eccentric with respect to the bearing, (a) the centers are radially adjacent to each other; (b) a first frame member having an outer annular surface and an inner annular surface whose centers are offset from each other by a second predetermined distance in the radial direction; two frame members; and (c) means for relatively rotating said first and second frame members to selected positions to substantially reduce eccentricity between said shroud and bearing. 2. The turbomachine structure of claim 1, wherein the first and second predetermined distances are substantially equal. 3. The turbomachine structure of claim 1, wherein said first and second frame members are telescopically interconnected. 4. The turbomachine structure of claim 3, wherein the inner annular surface of the first frame member is substantially co-centered with the outer annular surface of the second frame member. 5. The center of the outer annular surface of the first frame member and the inner annular surface of the second frame member is
4. The turbomachine structure of claim 3, wherein the first frame member is offset in the same direction from the center of the inner annular surface. 6. The turbomachine structure of claim 5, wherein the first and second predetermined distances are substantially equal. 7. The turbomachine structure of claim 1, wherein the first frame member comprises a low pressure shroud support member. 8. The turbomachine structure of claim 1, wherein the second frame member comprises a low pressure nozzle support member. 9. In a turbomachinery structure of a type having a rotor supported by a bearing and a shroud supported by an enclosing frame, where the shroud is likely to be eccentric with respect to the bearing, in reducing the eccentricity, (a) a first frame member; (b) in manufacturing the second frame member, the centers of the outer annular surface and the inner annular surface are offset from each other by a first predetermined distance; (c) assembling the first and second frame members into a stationary structure interconnecting the bearing and shroud; (d) A method for reducing eccentricity in a turbomachinery structure having the steps of: rotating two frame members to selected circumferential positions to substantially reduce eccentricity between said shroud and bearing. 10. The method of claim 9, wherein the first and second predetermined distances are substantially equal. 11. The method of claim 9 in which the first and second frame members are assembled adjacent to each other. 12. The method of claim 9, including the step of measuring eccentricity of the shroud relative to the bearing after assembly. 13 The first and second frame members are
10. The method of claim 9, wherein the radial offset of the frame member is in the opposite direction from the radial offset of the second frame member. 14. The method of claim 12, including the step of determining circumferential positions of the first and second frame members that offset the measured eccentricity. 15. The method of claim 14, including the step of circumferentially rotating the first and second frame members to a position closest to the measured offset position.
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